Двигатель с внешним подводом теплоты

,8091943 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мереодин цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре,по меньшей мере один поршень, разделяющий рабочую полость цилиндра надве камеры - надпоршневую и подпоршневую, сообщенные между собой черезнагреватель регенератор и охладитель, напорную и сливную магистрали,подключенные к подпоршневой полостии снабженные клапанами, камеру при-. вода поршня, размещенную во внутренней полости последнего и отделеннуюот подпоршневой камеры при помощиштока, закрепленного одним торцом вднище цилиндра и снабженного перепускными каналами, и регулятор выходной мощности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности работы, перепускные каналы в штоке выполнены в виде продольных пазов,разделенных на пары, в каждой из которых один паз размещен у днища цилиндра, а другой примыкает к противоположному торцу штока, а регуляторвыходной мощности выполнен в виде резервуара с регулируемым объемом,под-ключенного к камере привода при помощи дополнительного канала в штоке,а пружинная опора поршня размещена Св камере привода.99432 1Изобретение относится к двигателе- строению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теп-лоты.Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один цилиндр с плоским днищем, установленный в нем на пружинной опоре по меньшей мере один поршень, разделяющий рабочую полость цилиндра на две камеры - надпоршневую и подпоршневую, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охлади- тель, напорную и сливную магистрали, подключенные к подпоршневой полости и снабженные клапанами, камеру привада поршня, размещенную во внутренней полости последнего и отделенную от подпоршневой камеры при помощи штока, закрепленного одним торцом в днище цилиндра и снабженного перепускными каналами, и регулятор выходной мощности.При работе двигателя после выравнивания давления между камерой привода поршня и полостью цилиндра, движение поршня осуществляется за счет сил инерции, что является недостаточно надежным, так как инерция не обеспечивает стабильности хода,Цель изобретения - повышение надежности работы,Для достижения поставленной целив известном двигателе перепускныеканалы в штоке выполнены в виде продольных пазов, разделенных на пары,в каждой из которых один паз размещен у днища цилиндра, а другой примыкает к противоположному торцу штока, а регулятор выходной мощности выполнен в виде резервуара с регулируемым объемом, подключенного к камерепривода при помощи дополнительногоканала в штоке, а пружинная опорапоршня размещена в камере привода. 2Во внутренней полости поршня размещена камера привода 8, которая отделена от подпоршневой камеры 4 припомощи штока 9, закрепленного однимторцом в днище цилиндра 1 и снабженного перепускными каналами. Перепускные каналы выполнены в виде продольных пазов 10 и 11, разделенныхна пары, в каждой из которых один Ю паз 10 размещен у днища цилиндра, адругой 11 примыкает к противоположному торцу штока 9.Поршень 2 подпружинен относительно цилиндра 1, причем пружины 12 и 15 13 размещены в камере привода 8поршня.К подпоршневой камере 4 цилиндра1 подключены напорная 14 и сливная15 магистрали, снабженные клапанами 20 16 и 17.Двигатель снабжен также регулятором выходной мощности, выполненнымв виде резервуара 18 с регулируемымобъемом, подключенного к камере привода 8 поршня 2 при помощи дополнительного канала 19 в штоке 9.Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом(см. Аиг.2),30 При подходе поршня 2 к верхнемуположению газ перемещается из горячей надпоршневой камеры 3 цилиндра4 через нагреватель 5, регенератор 6и охладнтель 7 в холодную подпоршневую камеру 4. Газ при этом охлаждается, давление в полости цилиндра1 снижается, открывается клапан 17 ипроисходит всасывание из сливной магистрали 15 (линия ДА), пружина 2 40 сжимается, накапливая энергию.В крайнем положении поршня 2 камера привода 8 сообщается с полостьюцилиндра 1 продольным пазом 11 на штоке 9. Давление в камере привода 8 и в полости цилиндра 1 выравнивается (линия АА).Энергия, накопленная в пружине 12, На Фиг. изображена схема двигателя; на фиг.2 - диаграммы изменений давлений в рабочей полости двигателя АВСД и в камере привода поршня АС СА.Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с плоским днищем, установленный в нем поршень 2, разделяющий рабочую полость цилиндра 1 на две камеры - надпоршневую 3 и подпоршневую 4сообщенные между собой через нагреватель 5,регенератор б и охладитель 7. вызывает перемещение поршня 2 вниз,Перекрывается сообщение камеры при-вода 8 с полостью цилиндра 1. Газ из холодной камеры 4 цилиндра 1 черезохладитель 7, регенератор б и нагреватель 5 перемещается в горячую камеру 3, нагревается, давление в полости цилиндра 1 повышается (линияАВ). Давление в камере привода 8 также пОвышается (линия АС) за счетуменьшения объема в ней на величинуобъема штока 9, входящего в камеру3 91943привода 8. Однако, давление в полости цилиндра 1 растет быстрее, чем вкамере привода 8. Результирующаяразность давлений д Р между полостьюцилиндра 1 и камерой привода 8, действующая на площадь штока 9, перемещает поршень 2 вниз, При давлении вполости цилиндра 1, превышающем давление в магистрали нагнетания 14, открывается клапан 16, и происходит 10нагнетание (линия ВС).При подходе поршня 2 к нижнему положению сжимается пружина 13, накапливая энергию. В крайнем нижнем положении поршня 2 продольным пазом 10 15камера привода 8 сообщается с полостью цилиндра 1, Давления в камерепривода 8 и полости цилиндра 1 выравниваются (линия СС),Энергией пружины 13 поршень 2 перемещается вверх, перекрывается сообщение камеры привода 8 с полостью цилиндра 1. Газ из горячей зоны полости цилиндра 1 через нагреватель 5,регенератор 6 и охладитель 7 перемещается в холодную зону. Давление вполости цилиндра 1 понижается (линияСД). Давление в камере привода 8 также понижается (линия СА) за счетувеличения объема, соответствующего 30объему выходящего из камеры привода8 штока 9, но при меньшей скорости,1чем в полости цилиндра 1. Результирующая разность давлений в Рмеждукамерой привода 8 и полостью цилиндра 1, действующая на площадь штока 9,перемещает поршень 2 вверх. При достижении давления в полостицилиндра 8 меньшего, чем в сливной 40магистрали 15, открывается клапан 17и происходит всасывание (линия ДА),24Поршень 2 доходит до верхнего положения, и цикл повторяется.Регулирование выходной мощности двигателя осуществляется изменением частоты работы, путем изменения объема камеры привода 8 дополнительным регулируемым объемом резервуара 18 для регулирования выходной мощности, которая каналом 19 сообщена с камерой привода 8.При уменьшении объема камеры устройством для регулирования выходной мощности давление в камере привода изменяется быстрее и до большей величины (линии АС и СА"), разность давлений дР и ВРЗ между камерой привода и полостью цилиндра уменьшается, а соответственно уменьшаются усилие перемещения поршня 2 и скорость работы двигателя. Это приводит к уменьшению выходной мощности.При увеличении объема камеры давление в камере привода 8 изменяется медленнее и до меньшей величины, разность давлений между камерой привода и полостью цилиндра повышается следовательно, повышается усилие перемещения. поршня 2 и скорость работы двигателя, что,приводит к увеличению выходной мощности.Обеспечение выравнивания давлений в камере привода и полости цилиндра, необходимого для реверса, продольными пазами 10 и 11 выполненными на штоке 9, позволяет поддерживать перемещение поршня разностью давлений между камерой привода и полостью цилиндра на протяжении всего хода независимо от режимов работы двигателя. Это ве- дет к стабильности характеристик двигателя и повышению надежности его работы.Тираж .503 Подписноесударственного комитета СССРам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5